淺析粉噴樁在軟基處理中的應(yīng)用

毛賢軍

（宏遠建設(shè)有限公司，浙江 溫嶺 317500）

粉噴樁于20世紀70年代首先由日本和瑞典分別提出、推廣和應(yīng)用，我國于80年代初引入此項技術(shù)。由于此技術(shù)能使總沉降量減小，并且承受較大的加荷速率，擁有較強抗側(cè)向變形能力，可以使工期縮短等優(yōu)點，目前在高速公路建設(shè)領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。

1 粉噴樁概況

1.1 定義

粉噴樁是“粉體噴射攪拌樁”的簡稱，是將粉體狀固化劑用專用的噴粉攪拌鉆機噴入軟土地基中，并將軟土與固化劑強制攪拌，利用二者之間所產(chǎn)生的物理化學(xué)反應(yīng)，形成復(fù)合體，是一種深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也稱加固土樁。它適用于淤泥質(zhì)粘土、淤泥亞粘土、粉性土、砂性土等各類軟土地基的加固。經(jīng)粉噴樁處理的軟土地基，具有整體性、水穩(wěn)性好，并成為有一定強度的復(fù)合體。粉噴樁的抗壓強度可以高出天然軟土數(shù)十倍甚至數(shù)百倍，使路基的穩(wěn)定性和承載力大大提高，減小了沉降量。

1.2 特性

粉噴樁是介于剛性樁和柔性樁之間的一種樁型，其自身剛度以及抗壓強度和抗側(cè)壓力均處在剛性樁和柔性樁之間。受到外力的作用力后，由于樁本身具有的一定壓縮量，可同時與樁間土共同下沉。

粉噴樁狀體的長短與樁間距大小成反比關(guān)系，樁體越長樁間距越小，樁體越短樁間距越大。而長樁體短樁距能促使處理軟土地基的效果更好。

通過粉噴樁而形成的復(fù)合地基的沉降量很小。但是粉噴樁一定要穿透軟土層，否則就起不到改善軟土性質(zhì)的目的，還會因軟土結(jié)構(gòu)遭受破壞而使涂土層重量增加，排水條件惡化，增加軟基沉降量，減慢固結(jié)速率，也就起不到對地基的加固作用。

1.3 優(yōu)缺點

優(yōu)點：形成的復(fù)合地基沉降量小，承受的加荷速率較大，擁有較強抗側(cè)向變形能力，可以縮短施工工期，并且具有無公害、無噪音、不排污、對相鄰建筑物無不利影響等優(yōu)點。

缺點：對于過厚的土層，如要穿透軟土層所需要的粉噴樁較長；要進入承載力較高的土層，就要有較高的施工工藝，在施工時對樁體自身的勻稱性和強度，以及樁底情況都是很難控制。

2 粉噴樁應(yīng)用

2.1 適用范圍

粉噴樁主要適用于低強度，較差排水性能的軟土，尤其是深度為20m以內(nèi)無理想持力層的軟土路基。由于粉噴樁所用的固化劑需要一定的水分來產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因此所需要的軟土就要有一定的含水量。

2.2 施工前準備

2.2.1 場地的平整：對施工場地上的障礙物以及雜物進行清理，整平原地面。

2.2.2 測量放樣：按照施工圖紙，對各排樁的軸線以及各樁的坐標進行測量放樣，并預(yù)留鉆孔灌注樁樁位，放出每根樁的具體位置，并作出醒目的標記。

2.2.3 試驗總結(jié)：施工前應(yīng)對若干根樁進行試噴，掌握施工機械的性能。了解各參數(shù)與水泥用量之間的關(guān)系，總結(jié)經(jīng)驗，改善不足。

2.3 施工操作要點

2.3.1 施工前要將攪拌機的灰漿泵輸漿量、灰漿經(jīng)輸漿管到達攪拌機噴口的時間和起吊設(shè)備提升速度等施工參數(shù)進行準確的標定，以便確定工程順利進行。

2.3.2 施工前必須保證平整的施工場地，樁位處地上、地下的一切障礙物要徹底清除，低洼處要回填粘土整平。

2.3.3 施工前進行測量放樣時，現(xiàn)場樁位布置與施工圖的偏差不大于5cm，并做好復(fù)核記錄。

2.3.4 根樁一旦開鉆后就必須連續(xù)的施工，噴漿及停漿時間必須要嚴格控制，不得間斷。

2.3.5 鉆桿下沉前，確保傾斜度不大于1%。

2.3.6 在小型構(gòu)造物基底攪拌樁樁頂標高施工時，為確保樁頭的完整性，基底攪拌樁樁頂標高出涵洞基礎(chǔ)底面標高以上50cm。

2.4 施工中應(yīng)注意的問題及解決辦法

2.4.1 如果在施工中噴粉攪拌鉆機出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，應(yīng)放慢鉆井的速度，并使用其他的輔助辦法松動土層然后再繼續(xù)開鉆；若是在升鉆桿時出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，則應(yīng)當暫時停止粉噴等正常運轉(zhuǎn)后再復(fù)噴。

2.4.2 如出現(xiàn)粉噴不通暢或堵塞的情況，應(yīng)即檢查空壓機的運行狀況，保證輸氣壓力正常，使供氣壓力穩(wěn)定；對噴口的粉泥要及時進行清除；當噴頭不通暢時，應(yīng)對噴料閥進行多次的開關(guān)磨合。

2.4.3 對于樁體的松動現(xiàn)象，應(yīng)在保證質(zhì)量的前提下，對局部含水量較低的土層適當注水；如果干燥土層面積過大，應(yīng)當改用漿液攪拌成樁的方法；可以采取兩次鉆井復(fù)噴一次粉料的辦法；對輸灰管路進行全面檢查，提高噴灰的數(shù)量。

2.4.4 如果出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，應(yīng)要注意水泥或石灰的妥善保管，防止其受潮變質(zhì)。固化材料一定要經(jīng)過篩選檢驗，確保符合要求才能進入貯灰罐；一定要有準確的噴灰計量，供氣壓力要確保輸灰要求的需要；如果鉆頭或輸灰管堵塞要馬上停止施工，進行清理；要把已斷樁的斷樁部分清除掉，然后用水泥砂漿補足斷裂部分。

2.4.5 如果樁體本身的強度不均，應(yīng)對提鉆速度進行控制。確保均勻上升和攪拌；經(jīng)常檢查計量，保證灰量的均勻；經(jīng)常檢查輸灰管路和供氣壓力，使均勻的送灰速度得到保證；適時適當?shù)恼{(diào)整空壓機的供氣壓力，使均勻的供氣壓力得到保證。

2.4.6 在施工中如有不合理樁出現(xiàn)，應(yīng)在12h內(nèi)采取補噴措施，補噴的重疊長度不得小于0.5m。新樁距離報廢樁的距離不得大于設(shè)計樁的15%，相鄰施工間隔不得超過24h。

2.5 應(yīng)用中的問題分析探討

2.5.1 粉噴樁的支承式與懸浮式對沉降的影響

實踐證明，當軟土層中較硬的持力層打入粉噴樁時沉降減少，如果沒能打入軟土層，成為懸浮式時沉降就大。如果有過大沉降的地基，說明樁尖下臥軟土層的沉降還相當大，并且已經(jīng)有較長的時間，這就不得不重新進行處理甚至報廢。如今現(xiàn)有的粉噴樁機已經(jīng)不能完全解決各種地形各種情況的軟土，如果要更好的解決這一問題，就要將機械設(shè)備的性能進一步提高，同時在設(shè)計理論上也要有更多更好的突破性發(fā)展。要對下臥層軟土的沉降作出一個正確的評估，同時在實踐中尋求更多的解決途徑和辦法。

2.5.2 地基土含水量對粉噴樁質(zhì)量的影響

粉噴樁的強度指標可以直接反映出粉噴樁質(zhì)量的優(yōu)劣，這不僅要對摻入粉體的質(zhì)量、施工工藝、地基土的性質(zhì)有所要求，對軟土中的含水量更是有著嚴格的要求。嚴格的規(guī)范規(guī)定，當天然含水量在地基土中小于30%或大于70%時就不宜使用該技術(shù)。因為當土的含水量小于30%時，粉體不能完成水化作用；當含水量大于70%時，土壤的空隙比較大，將不能形成足夠強度的水泥土樁體，也就使粉噴樁的強度受到嚴重影響。

2.5.3 復(fù)攪和轉(zhuǎn)速對樁強度的影響

在粉噴樁的施工應(yīng)用中，大量的事實證明復(fù)攪和不復(fù)攪的的質(zhì)量差異是很大的。復(fù)攪能夠使粉體與粘土及水在充分的攪拌中得到比較完全的接觸和作用，從而使樁體的充分形成。同時，鉆頭中噴出的是呈脈沖狀的粉體，如不進行充分的攪拌，粉體將在樁中呈現(xiàn)層狀，形成一種“夾生”，對樁的強度是十分不利的復(fù)攪的作用在于通過充分的攪拌使粉體與土及水得到比較完全的接觸與作用，促使樁體的形成。為了確保攪拌的均勻性，施工時要嚴格控制好鉆機的提升速度、攪拌葉旋轉(zhuǎn)速度等，并應(yīng)盡量采用全樁復(fù)攪以保證質(zhì)量。當樁長較長、土體天然含水量較高、粘性重時，采用“二噴二攪”的施工工藝，即鉆進-鉆至樁底后慢檔提升、噴灰、攪拌至停灰面-鉆進、復(fù)攪復(fù)噴至樁底-提升、攪拌至停灰面-移位。

為了使工效有更好的提高，可以在粉噴鉆機下鉆時將轉(zhuǎn)速提高，但是在反轉(zhuǎn)提升噴粉攪拌時應(yīng)注意，一定不要快速旋轉(zhuǎn)和提升，否則將會對攪拌的均勻性和足夠粉量的摻入有嚴重的影響。

3 結(jié)束語

通過粉噴樁在軟基處理的應(yīng)用，實踐證明粉噴樁可以有效的減少地基的總沉降量，與排水固結(jié)法相比總沉降量能減25%～49%，對路堤的工后沉降和解決橋頭跳車的控制有顯著效果；路基經(jīng)加固后在填筑過程中側(cè)向位移明顯減少，與排水固結(jié)法相比減60%～70%，并且其穩(wěn)定性在短時間內(nèi)即可保證，不僅能增加路基的穩(wěn)定，而且也減少地基的沉降。粉噴樁能適應(yīng)快速填筑施工，有較高的填土速率。

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